基于1H-NMR的尿代謝產(chǎn)物揭示出獨(dú)特的前列腺癌特征

“……基于NMR的分析可以捕捉前列腺癌患者尿液中的獨(dú)特代謝特征。”
 
前列腺特異性抗原（PSA）檢測被用于篩查前列腺癌已有多年了。雖然它有助于前列腺癌的早期發(fā)現(xiàn)并提高了生存率，但卻存在嚴(yán)重的局限性。這項(xiàng)檢測依賴于確定前列腺癌患者血液中PSA 水平的升高。由于血液中PSA 升高可能有多種方式，因此該檢測并非特定于前列腺癌，因此也并非萬無一失。
 
其它不太嚴(yán)重的前列腺疾病，如良性前列腺增生（BPH）、前列腺炎或前列腺損傷，以及劇烈運(yùn)動(dòng)和射精，都會導(dǎo)致PSA 水平的升高。這種假陽性的風(fēng)險(xiǎn)會導(dǎo)致患者不必要的焦慮并帶來過度治療的可能性。
 
PSA 水平正常的7名男性中有1名患有前列腺癌，也可能出現(xiàn)假陰性。此外，PSA 測試不能顯示患者是患有高危侵襲性腫瘤，還是低風(fēng)險(xiǎn)緩慢生長的腫瘤。因此，很可能對一個(gè)在其有生之年不太可能引起癥狀的腫瘤進(jìn)行癌癥治療。
 
因此，迫切需要找到一種高效的、特異性強(qiáng)的非侵襲性前列腺癌生物標(biāo)志物。前列腺癌細(xì)胞經(jīng)歷深刻的信號傳導(dǎo)和代謝重編程，其代謝譜顯著改變。闡明這些變化的確切性質(zhì)將有助于確定前列腺癌的一個(gè)更明確的生物標(biāo)志物。代謝組學(xué)分析詳細(xì)描述了樣本中所有小分子代謝物，為這類研究提供了有力的工具。
 
核磁共振（NMR）波譜代謝組學(xué)分析最近已被用來研究前列腺癌的分子基礎(chǔ)。研究人員對650 多名前列腺癌或BPH患者的尿液樣本進(jìn)行1H NMR 分析，以確定前列腺癌特有的代謝變化。他們使用布魯克AvanceIVDr波譜儀（如布魯克 Avance III HD 600MHz）獲取NMR 譜。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)程序制備樣品，并使用布魯克的體液NMR 方法包B.I.Methods 1.0進(jìn)行全自動(dòng)測量。對每個(gè)樣品都進(jìn)行 3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)：1D 1H-NOESY、2D 1H-JRES以及2D 1H-TOCSY。
 
這是第一次在如此大規(guī)模的人群中針對前列腺癌進(jìn)行的綜合代謝組學(xué)研究。它揭示了尿液代謝物譜的顯著變化，從而區(qū)分前列腺癌與前列腺增生。
 
與BPH 患者相比，前列腺癌患者尿液中糖酵解代謝產(chǎn)物和尿素循環(huán)途徑的代謝產(chǎn)物濃度明顯降低。這一觀察結(jié)果與以下事實(shí)相一致，即眾所周知，前列腺癌細(xì)胞能夠最大限度地減少代謝廢物的產(chǎn)生，從而最大限度地利用它們來促進(jìn)細(xì)胞的生長。
 
這項(xiàng)研究還首次揭示，在前列腺癌中，直接或間接促進(jìn)癌細(xì)胞生長的代謝物（如醋酸鹽、乳酸、葡萄糖、甘氨酸、草酰乙酸和脂類）的尿液中代謝物水平也顯著降低。
 
參考文獻(xiàn):
Bruzzone C, et al. J. Proteome Res. 2020. https://dx.doi.org/10.1021/acs.jproteome.0c00091
 
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